上下5层20条匝道通往8个方向,中国这座桥让导航哭了

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  出品 | 网易新闻

  作者 | 须臾千秋,清华大学土木工程博士

  重庆是全中国最魔幻现实的城市,由于是一座山城,整座城市以3d的形式呈现:当你从一座大楼的屋顶走出时,很可能发现进入了另一座大楼的一层;当你以为可以轻易跨过地图上两条紧挨着的道路时,却发现它们有50米的高差。城市中的道路要依着地形走,上下交错纵横,相交却不相连,相比起那些方方正正、横平竖直的城市,道路规划的难度要高上一个数量级。

  

  (山城重庆的魔幻现实主义3d地形)

  而其中,魔幻现实主义的集中体现,当属这座“全国第一乱”的立交桥——黄桷湾大桥。

  (一)5层20条匝道通往8个方向,稍不注意就能绕过整个重庆

  黄桷湾大桥连接广阳岛、江北机场、南岸、大佛寺大桥、朝天门大桥、弹子石、四公里、茶园8个方向,上下总计5层,共有20条匝道,连北京的西直门立交桥在它面前也是个弟中弟。

  黄桷湾大桥的建成,把朝天门长江大桥、慈母山隧道两大交通工程连在了一起,被慈母山阻隔的东部新城也借助黄桷湾大桥得以与主城区连接在一起,过去半个多小时的车程被缩短到了10分钟。

  距离是缩短了没错,可这么复杂的立交桥,就是个神仙也晕了。黄桷湾立交桥上的司机们稍一不注意,就能绕过整个重庆,进行“重庆一日游”。

  为什么要把立交桥设计成这样啊!设计立交桥的人到底是怎么想的?

  

  (“全国第一乱”的黄桷湾立交桥)

  (二)如此复杂的立交桥,设计立交桥的人是怎么想的?

  原来,把立交桥设计成这个样子,设计师也不想的。

  按理说,最符合人们常识的路口,应该是带有红绿灯的十字路口,两向道路交替直行或左转,同时其它方向的车流暂停等待。然而,停下等待的代价就是车辆的淤积。车流量小的时候还好,可一旦车流量超过了路口的通行能力,车辆在十字路口就会越积越多,当车辆积压到了前一个十字路口时,便会形成影响整个区域的大规模车辆拥堵。

  所以,相比起需要停车等待的十字路口,可以随时进出的道路环岛貌似是一种更好的选择,此外,环岛还可以作为多条道路交汇的结点。然而,环岛的进入和离开都需要减速避让,而且很容易发生事故。这使得环岛的通行能力十分有限,一旦发生拥堵就很难解开。

  要是几条车流量不大的小路交在一起,环岛还可以应付;可要是几条主干道相交,绝对不会有哪个设计师在它们中间设计一座环岛,那样会导致灾难性的拥堵。

  

  (拥堵的环岛)

  那么,当很多条车流量很大的主干道交汇在一起的时候应该如何是好呢?这时就只能寄托于匝道了。

  匝道将交汇的各个道路两两相互连接在一起,这样无论怎么走,都不需要停车等待,也不会与其它车流发生冲突。

  可是,因为车道两两之间都要用匝道连接,当车道多起来之后,匝道的数量就会以平方级数进行增长。这些匝道之间不能平交,不能交叉,只能一层一层往上叠。当车道多达一定程度的时候,整个交通节点看起来就会极其纷乱,进而就会产生这种“神级立交桥”。

  对于黄桷湾立交桥而言,光有道路水平的相交还不是最麻烦的,更可怕的是,这八条道路还不在一个平面上,重庆的魔幻现实主义3d城市把道路也逼得七上八下。受地形和坡度限制,整个重庆市都很少有标准型的立交,反倒是异形和组合式的立交更多。要将不在同一平面内的道路交在一起,立交桥就更复杂了。

  在黄桷湾大桥上,有三条快速路需要相互交叉,环快速、机场专用快速路、朝天门大桥与慈母山隧道三者之间都要互通,而匝道在设计上不能平交、不能交叉,只能一层一层地往上叠。黄桷湾立交变得像“叠罗汉”一样,最终成为一个8个方向、5层高的功能性立交。

  

  (黄桷湾立交桥的道路分区)

  既要保证交通畅通,又要满足巨大的车流量,还不得不兼顾重庆复杂的立体3d城市,可以说设计师们毫无选择,只能将立交桥设计成这样,黄桷湾这样的神级立交桥,也就只有重庆能孕育得出来了。

  不过,黄桷湾大桥的设计师早就预料到了复杂结构给人们带来的不便,因此在设计中尽可能地进行弥补和简化。通常的立交桥有三四个分道口,而黄桷湾立交却与众不同,每个匝道只设计了两个分道口,方向不是向左就是向右。不仅如此,这座立交桥设置了非常明确的交通指示牌,司机不用担心找不着北。

  现如今,多种导航软件已经上线了黄桷湾立交桥的导航详图,可以分析出车辆在大桥上的具体位置,不会再出现一上了桥导航乱讲话的情况。未来这一导航技术还会推广到其他的立交桥上,让人们不会稍不注意就绕城一周。

  即使走错路,顺着路走,那么前方一公里左右也会设计有一个纠正错误的地方,可以供司机掉头。这样,在正常情况下通过立交桥只要一分钟左右。

  (三)“最复杂立交桥”是如何修建起来的?

  黄桷湾立交桥并不是最开始就设计成这样的,而是随着重庆的城市扩张和道路的增加逐渐复杂起来的。

  黄桷湾立交的最初设计始于2004年,当年的黄桷湾立交桥还没有这么魔幻,只是朝天门大桥东西引道的附属工程,是盘龙立交的改造和提升,它连接朝天门大桥和弹广路,立交也是普通的3层设计。

  在接下来的五年内,重庆的交通流量迅速扩张,黄桷湾立交桥的设计也修改了数次。到2009年敲定方案并开工建设时,终于成为了一个8方向、5层高的功能性立交。

  

  

  (施工中的黄桷湾立交)

  与普通桥梁不同,黄桷湾立交桥的修建是要在既有道路正常通车的同时进行的,在施工中,对于通行车辆不能限高,不能限宽,也不能限速。此外,它还地处冲沟,地形高差接近50米,这又增加了建设难度。

  为减少对内环快速路的交通影响,施工人员因地制宜,在立交修建过程中采用了多种工艺。

  主线桥由于墩高,净空大,平面线形较顺直,因此直接采用了最为方便的移动模架施工。但有的匝道要跨越内环高速桥梁,施工期净空小,因此采用顶推钢箱梁施工。

  这是一种难度很高的施工方案,在被交建筑物一侧桥墩间,按支架支撑方法,用大吨位吊机起吊,再安装对应的钢箱梁节段。将待安装的钢箱梁节段预先在支架平台上进行安装和焊接,再将其沿着预先设定好的导向装置逐步顶推,最终完成设计里程。

  

  (顶推钢箱梁的施工模式)

  采用这种方案,既可以不占用狭窄的被交建筑物地界进行钢箱梁对接拼装,而且节段对接焊不在被交桥段上空进行,不会对车辆驾驶员造成心理压力以致于影响行车,这可以对被交路段的影响降至最低。

  此外,施工中还采用了先进的吊索斜拉法增加钢箱梁截面刚度,减少最大悬臂前端挠度过孔技术,这样可以满足较小的匝道半径施工需求。

  结语

  2017年黄桷湾立交桥完全建成通车,客观上为重庆市,尤其是慈母山外侧的交通带来了许多方便,大大缩短了交通时间。此外,它还带动了一个原本交通不便的新区——茶园新区的发展,打通了茶园与江北、渝北、两江新区的联络通道,对茶园产业发展的作用将会得到凸显。便利的交通对城市发展的贡献是难以估量的。

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  编辑| 史文慧

  

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